物質(zhì)的量在方程式中的應(yīng)用

物質(zhì)的量應(yīng)用于方程式的計(jì)算第三節(jié)物質(zhì)的量應(yīng)用于方程式的計(jì)算1．理解宏觀量和微觀量在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用：例如：2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比2：1：2同時(shí)擴(kuò)大NA倍

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物質(zhì)的量之比

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物質(zhì)質(zhì)量之比

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氣體體積之比

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化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于__

也等于__

還等于__2．計(jì)算的基本步驟(1)根據(jù)題意寫出_________________(2)將已知物質(zhì)的其他物理量換算成_________(3)把已知和要求的量(用n代表)分別寫___________的下面。(4)將有關(guān)的四個(gè)量列出______，求出______(5)簡(jiǎn)明地寫出答案。2．(1)配平的化學(xué)方程式(2)物質(zhì)的量(3)化學(xué)方程式中有關(guān)化學(xué)式(4)比例式、未知數(shù)關(guān)鍵信息1．2NA：NA：2NA2mol：1mol：2mol4g：32g：36g2：1：2組成各物質(zhì)的粒子數(shù)之比各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比各氣態(tài)物質(zhì)的體積之比化學(xué)計(jì)算的常用方法與技巧1．差量法差量法是根據(jù)化學(xué)變化前后物質(zhì)的量發(fā)生的變化，找出所謂“理論差量”。這個(gè)差量可以是質(zhì)量、氣體物質(zhì)的體積、壓強(qiáng)、物質(zhì)的量、反應(yīng)過程中熱量的變化等。該差量的大小與參與反應(yīng)的物質(zhì)有關(guān)量成正比。差量法就是借助于這種比例關(guān)系，解決一定量變的計(jì)算題。解此類題的關(guān)鍵是根據(jù)題意確定“理論差量”，再根據(jù)題目提供的“實(shí)際差量”，列出比例式，求出答案。2．守恒法在化學(xué)中有許多守恒關(guān)系，如質(zhì)量守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒、化合價(jià)代數(shù)和守恒等。(1)質(zhì)量守恒①宏觀表現(xiàn)：變化前后質(zhì)量守恒。②微觀表現(xiàn)：變化前后同種元素的原子個(gè)數(shù)守恒。(2)電子轉(zhuǎn)移守恒在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子總數(shù)(或化合價(jià)降低總數(shù))等于還原劑失電子總數(shù)(或化合價(jià)升高總數(shù))。3．關(guān)系式(量)法化學(xué)計(jì)算的依據(jù)是物質(zhì)之間量的比例關(guān)系，這種比例關(guān)系通?？蓮幕瘜W(xué)方程式或化學(xué)式中而得。但對(duì)復(fù)雜的問題，如已知物與待求物之間是靠很多個(gè)反應(yīng)來聯(lián)系的，這時(shí)就需直接確定已知量與未知量之間的比例關(guān)系，即“關(guān)系式”。其實(shí)從廣義而言，很多的化學(xué)計(jì)算都需要關(guān)系式的。只是對(duì)于多步反應(yīng)的計(jì)算其“關(guān)系式”更是重要與實(shí)用。(3)電荷守恒①在電解質(zhì)溶液中，陰離子所帶總負(fù)電荷數(shù)與陽離子所帶總正電荷數(shù)必須相等。②在離子方程式中，反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)與生成物所帶電荷總數(shù)必須相等且電性相同。(4)化合價(jià)代數(shù)和守恒任一化學(xué)式中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和一定等于零。借此可確定化學(xué)式。運(yùn)用守恒法解題既可避免書寫繁瑣的化學(xué)方程式，提高解題的速度，又可避免在紛紜復(fù)雜的解題背景中尋找關(guān)系式，提高解題的準(zhǔn)確度?！纠?】在0.435g某種灼熱的鐵的氧化物中，通入足量的一氧化碳使它還原，并用足量的澄清石灰水去吸收生成的二氧化碳，得到

0.0075mol沉淀。試通過計(jì)算推斷這種鐵有氧化物的分子式。解得：n(CO2)=0.0075mol設(shè)鐵有氧化物的化學(xué)式為FexOy

FexOy+yCO===xFe+yCO2(56x+16y)gymol0.453g0.0075mol

解得：x：y=3：4【點(diǎn)撥】對(duì)于連續(xù)多步反應(yīng)的計(jì)算，可以分步進(jìn)行，也可以根據(jù)守恒法，用關(guān)系式求解。

【解析】設(shè)生成CO2的物質(zhì)的量為n(CO2)CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O1mol1moln(CO2)0.0075mol

【例2】在反應(yīng)X+2Y—R+2M中，已知R和M的摩爾質(zhì)量之比為22：9，當(dāng)1．6克X與Y完全反應(yīng)后，生成4．4克R，則在此反應(yīng)中Y和M的質(zhì)量之比為

A．16：9B．23：9C．32：9D．46：9【解析】

解得：m(M)＝3．6g

根據(jù)質(zhì)量守恒定律m(Y)=m(R)+m(M)－m(X)＝4．4g+3．6g－1．6g＝6．4gm(Y)：m(M)=6.4:3.6=16：9答案：A【點(diǎn)撥】利用質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比解答本題。

【例3】實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸共熱制備氯氣，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到1．12LCl2時(shí)被氧化的HCl的物質(zhì)的量是多少?共耗掉密度為1．15g·cm－3，濃度為12mol·L－1濃鹽酸多少毫升?【解析】MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O2mol22．4L

n(HCl)1．12L12mol·L－1×V[HCl(aq)]=2×0.1mol

解得：V[HCl(aq)]=0．0167L

答案：有0．1molHCl被氧化，共耗掉12mol·L－1濃鹽酸16．7mL?！军c(diǎn)撥】在反應(yīng)：MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O中，每生成lmolCl2有2molHCl被氧化，共耗掉4molHCl，另外2molHCl(aq)沒有參加氧化還原反應(yīng)。

例４．（創(chuàng)新題）將0．04molKMnO4固體加熱一段時(shí)間后，收集到amol氣體，此時(shí)KMnO4分解率為x，在反應(yīng)后的殘留固體中加入足量濃鹽酸，又收集到bmol氣體(設(shè)Mn元素全部以Mn2+存在于溶液中)。試填空：

(1)a+b=____(用x表示)；

(2)當(dāng)x=_____時(shí)，a+b取最小值且為_____；

(3)當(dāng)a+b=0.09mol時(shí)，加熱后所得殘留固體的質(zhì)量為____?！窘馕觥坑深}中信息可知：O2為amol，Cl2為bmol，依得失電子守恒，則有：4×a+2×b=0.04×5

(KMnO4中Mn由+7變?yōu)?2價(jià))

化簡(jiǎn)得:2a+b=0.1①2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑212aa解得：x=②由①和②可得:a+b=0.1－0.02x由2a+b=0.1得:a+6=0.1－aa越大，a+b就越小，而a最大值為0.02moL，而此時(shí)KMnO4完全分解x=1a+b=0.08當(dāng)a+b=0.09③由①、③可得a=0.01mol

則殘留固體的質(zhì)量=0.04mol×158g／mol－0.01mol×32g／mol=6.0g

答案：(1)0.1－0.02x

(2)1

0.08

(3)6.0g

例6．(2003年江蘇)取一定量的Na2CO3、NaHCO3和Na2SO4混合物與250mL1.00mol/L過量鹽酸反應(yīng)，生成2.016LCO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），然后加入500mL0.100mol/LBa(OH)2溶液，得到沉淀的質(zhì)量為2.33g，溶液中過量的堿用10.0mL1.00mL/L鹽酸恰好完全中和。計(jì)算混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量。【解析】混合物中Na2SO4的質(zhì)量＝g·mol－1＝1.42g設(shè)混合物中Na2CO3和NaHCO3的物質(zhì)的量分別為x和y，反應(yīng)中放出的CO2物質(zhì)的量＝0.0900mol與Na2CO3、NaHCO3